预养时间对蒸养混凝土耐久性的影响

沙 克等:预养时间对蒸养混凝土耐久性的影响 櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀 reinforced concrete columns［J］． Nucle － ar Eng Design，1995， 156:75 － 81． ［2］ Salim R，Razvi，Murat Sactcioglu． Strength and defornability of confined high － strength concrete columns［J］． ACI Structral， 1994，91(6) :60 － 68． ［3］ Frederic Legeron，Patrick Paultre． Behavior of high － strength concrete columns under cyclic flexure and constant axial load［J］． ACI Structural Journal，2000(8 － 9) :591 － 601． ［4］ 王清湘，赵国藩，等．高强混凝土柱延性的试验研究［J］． 建筑 结构学报，1995，(8) :22 － 31． ［5］ 李立仁，等． 低周反复荷载作用下高强混凝土柱受力性能的 试验研究［J］． 重庆建筑大学学报，1996，(12) :94 － 100． ［6］ 张国军，白国良，刘伯权，陈秋艳． 高轴压比高强混凝土短柱 抗震性能试验研究［J］． 西安建筑科技大学学报，2003，(6) : 116 － 119． ［收稿日期］ 2011 － 03 － 07 ［作者简介］ 蒋连接(1983 －) ，男，江苏徐州人，硕士，讲师，主 要从事混凝土结构耐久性方面的研究。 预养时间对蒸养混凝土耐久性的影响 沙 克1， 黄艳春2 (1. 哈尔滨市散装水泥办公室， 哈尔滨 150006; 2. 辽宁省建设科学研究院， 沈阳 110005) 【摘 要】 本文主要研究了蒸养中不同预养时间对混凝土抗冻、抗渗、抗碳化等耐久性能的影响。结果 表明:随着预养时间的延长，蒸养混凝土的抗冻、抗渗和抗碳化性能提高，未经预养的蒸养混凝土，各项性能大幅 度劣化，而当预养时间延长至 6h时，接近于标养混凝土。 【关键词】 预养时间;蒸汽养护;混凝土;耐久性 【中图分类号】 TU528. 0 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001 － 6864(2011)07 － 0015 － 02 我国一些交通基础设施常用的预制桥梁和铁路轨枕等 混凝土预制构件的工业化生产一般采用蒸汽养护，使混凝 土在较短时间内获得较高的早期强度，以达到缩短混凝土 脱模时间、加快模具的周转速度、缩短生产周期的目的，提 高经济和生产效益。但是，蒸汽养护在提高混凝土早期水 化硬化速度的同时，也会造成混凝土内部产生微裂纹和定 向空隙，降低混凝土的后期强度和耐久性能［1，2］。Mehta 等 人调查旧金山湾 San Mateo 跨海大桥中受腐蚀的梁体时发 现，水泥用量均为 370kg /m3 的混凝土梁体，部分在构件厂采 用蒸汽养护，部分采用自然养护，17 年后蒸汽养护的梁已破 坏需要进行修补，而自然养护的梁尚没有腐蚀迹象［3］。 合理的养护制度提高混凝土制品生产效率，得到优质 产品的关键。预养时间指从混凝土构件浇筑成型到加热升 温之前在常温下放置的时间，是蒸汽养护过程中的第一步， 预养的目的在于使混凝土具备一定的初始结构强度，增强 抵御蒸汽养护对结构破坏作用的能力，预养时间的长短将 关系到混凝土初始结构强度的高低，混凝土残余变形的大 小，以及混凝土强度的发展和耐久性能［4］。因此，本文从抗 冻性能、抗氯离子渗透性能和抗碳化性能方面，研究了预养 时间对蒸养混凝土耐久性的影响。 1 原及试验方法 试验采用 P·O42. 5 普通硅酸盐水泥;I 级粉煤灰;中 砂，细度模数 2. 6;5 ～ 20mm 连续级配碎石;萘系高效减水 剂，减水率 20%。混凝土配合比见表 1。用于抗冻性能试验 的试件尺寸为 100mm ×100mm ×400mm，用于抗氯离子渗透 试验的试件为直径 Φ100mm，高度 50mm 的圆柱体，用于抗 碳化试验的试件尺寸为 100mm ×100mm ×100mm。 预养时间分别采用 0h、2h、4h和 6h，其他条件均固定为 室温 20℃，相对湿度 80%，升温 2h，60℃恒温 8h，降温 2h，蒸 汽养护完毕后立即脱模，之后放置于养护室。用于抗 冻性能试验的试件养护至 24d后泡水 4d，采用快速冻融法， 测试其质量损失和相对动弹性模量;用于抗渗性能和抗碳 化性能试验的试件均养护至 28d，采用电通量法测试其抗氯 离子渗透性能，采用快速碳化法测试其碳化深度。 表 1 混凝土配合比 kg·m －3 水泥 水 粉煤灰 砂 石 减水剂 /% 350 150 150 614 1246 0. 4 2 试验结果与 2． 1 预养时间对混凝土抗冻性的影响 在寒冷地区，混凝土常受到冻融破坏，引起表层剥落， 甚至导致结构开裂，严重威胁着混凝土的使用寿命，试验研 究了标准养护以及经不同预养时间后蒸压养护混凝土的抗 冻性能，试验结果见图 1、图 2。 由图 1 可见，蒸养混凝土的相对动弹模量降低程度和质 量损失率均明显高于标养试件，即标准养护混凝土试件的 抗冻性能优于蒸养混凝土;随着预养时间的延长，混凝土的 抗冻性能明显提高，表现为在相同冻融循环次数下，未预养 直接加热的混凝土经 200 次冻融循环后，相对动弹模开始快 51 低 温 建 筑 技 术 2011 年第 7 期(总第 157 期) 速下降，质量损失也增大，经 325 次冻融循环后破坏，而预养 时间越长的混凝土，相对动弹性模量越高，质量损失越小， 预养 2h的混凝土经 350 次冻融循环破坏，其它各组混凝土 经 375 次循环后仍保持完好。 这是因为，在蒸养过程中，高温蒸汽养护会使混凝土内 部产生膨胀应力，并且促进水化产物生成，但扩散速度相对 较慢，使得水泥水化产物富积、而空缺、气泡定向迁移，从而 导致混凝土内部出现细微裂缝，混凝土的孔隙变大，因此， 蒸养混凝土的抗冻性较标养混凝土差;而延长预养时间，可 以使混凝土在经受高温蒸养前获得一定得强度，显著降低 有害孔数量，增大蒸养升温过程中混凝土内部气体与水分 的迁移阻力，增强混凝土抵抗破坏作用的能力，从而使混凝 土的抗冻性能得以提高。 2． 2 预养时间对混凝土抗渗性的影响 标准养护以及经不同预养时间后蒸压养护混凝土的抗 氯离子渗透性能试验结果见图 3。 由图 3 可见，标养混凝土的抗氯离子渗透能力最强，蒸 养混凝土的抗渗性能较低，但是，足够的预养时间可以一定 程度上减少蒸养混凝土抗氯离子渗透性能的降低程度，预 养时间 ＞ 4h 时，这种改善作用较为明显，预养时间达到 6h 时，与标养混凝土氯离子渗透系数接近。这是因为，在混凝 土尚不具有足够强度的时候经受蒸汽养护，由于水、汽的热 胀作用，将使混凝土中的孔隙增加，并引起内部裂缝，混凝 土内部产生大量缺陷，因此，预养时间越短，混凝土抗氯离 子渗透能力越差。 2． 3 预养时间对混凝土抗碳化性能的影响 标准养护以及经不同预养时间后蒸压养护混凝土的抗 碳化性能试验结果见图 4。 由图 4 试验结果可见，不论预养时间多长，蒸养混凝土 相应龄期的碳化深度均大于标养混凝土，因此，蒸汽养护使 混凝土的抗碳化性能降低。导致这种结果的原因，一方面 是由于蒸汽养护给混凝土内部结构带来的损伤为 CO2 气体 向混凝土内部扩散提供了便捷通道，另一方面是因为蒸汽 养护过程可以促进粉煤灰的二次水化反应，使混凝土内部 氢氧化钙的含量大大降低，削弱了混凝土对 CO2 气体的抵 抗能力，从而加速其碳化速度。 3 结语 标养混凝土的抗冻、抗渗和抗碳化性能均明显优于蒸养 混凝土，尤其是未经预养的蒸养混凝土，各项性能大幅度劣 化。随着预养时间的延长，蒸养混凝土的抗冻、抗渗和抗碳化 性能提高，当预养时间延长至 6h时，接近于标养混凝土。 参考文献 ［1］ 田耀刚，李炜光，彭波，丁庆军，胡曙光 . 蒸养参数对高强混 凝土抗冻性能的影响［J］. 建筑材料学报，2010，13(4) :515 － 519. ［2］ 张勇，周华新，崔巩，刘建忠 . 地铁隧道管片蒸养混凝土耐 久性试验研究［J］. 混凝土，2010，(7) :119 － 121. ［3］ MEHTA P K，GERWICK B C. Cracking － corrosion interaction in concrete exposed to marine environment［J］. Concrete Interna- tional，1982，4(10) :45 － 51. ［4］ 何智海 . 蒸养粉煤灰混凝土若干问研究［D］. 长沙:中南大 学，2007:41 － 46. ［收稿日期］ 2011 － 05 － 03 ［作者简介］ 沙 克(1959 － ) ，男，哈尔滨人，高级工程师，主 要从事散装水泥、预拌砂浆与预拌混凝土推广应 用管理工作。 61